电力系统暂态稳定概率评估方法研究

摘要

在倡导绿色循环、低碳转型的能源产业可持续发展的今天，智能电网已成为世界范围内电力系统发展的重要方向。分布式能源及微网、电动汽车及充电站、高压输电以及交直流混联等新技术呈现井喷式发展，在优化电网资源配置的同时，却引入了大量不确定因素；另一方面，传统意义上的大停电事故仍在发生，复杂网络的预防和紧急应对体系并不完善。因此，如何快速、有效地评判系统潜在运行风险，成为电网安全稳定运行的关键所在。本文立足暂态稳定概率评估，从极限参数搜索、概率模型建立、评估策略选择、指标体系构架和软件接口设计等方面展开了深入研究。
　　在极限参数搜索方面，本文从常规线寻优搜索策略着手，探讨了基于时域仿真的临界切除时间计算的数学本质，分析了暂态稳定经验判据对计算效率、结果精度的影响，并提出了一种结合类康托搜索的临界切除时间计算方法。该方法对初始搜索区间进行进退法预测校正，进而利用类康托搜索替代二分法，实现了临界切除时间的快速计算，为后续评估提供了一定的数据支持。
　　在暂态稳定评估和实用化技术方面，本文结合风险理论，计及发电机、负荷、故障信息等多重不确定因素建立了元件和系统概率模型，基于蒙特卡洛模拟和时域仿真进行了暂稳概率评估，构架了包含功角、电压、潮流等在内的单次抽样可能性和严重度指标，并提出了一种有效量化系统应对暂态扰动能力的全局性概率和风险裕度指标；同时，针对数据编码格式、子程序调用方式、独立模块封装、文件读写支持、调用开关设置以及人机界面设计等关键技术展开探讨，设计了一种Matlab环境下调用PSASP子程序的接口实现技术方案。该内容具有广泛的适用性，为暂态运行风险评价及技术实用化提供了有效的科学依据。

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1 绪论

1.1 课题背景及研究意义

1.2 国内外相关技术的研究现状

1.3 本文工作与章节安排

2 暂态稳定概率评估基本概念与理论基础

2.1 电力系统安全稳定计算

2.2 暂态稳定分析方法

2.3 线寻优搜索

2.4 本章小结

3 基于预测校正类康托搜索的临界切除时间计算方法

3.1 暂态稳定判据

3.2 类康托搜索计算策略

3.3 算例与结果分析

3.4 本章小结

4 基于蒙特卡洛模拟的暂态稳定概率评估方法

4.1 系统暂态稳定概率建模

4.2 暂态稳定概率评估指标

4.3 基于蒙特卡洛模拟的概率评估方案

4.4 算例与结果分析

4.5 本章小结

5 基于PSASP的暂态稳定概率评估软件接口方案

5.1 PST与PSASP

5.2 暂态稳定概率评估数据支持

5.3 软件接口解决技术方案

5.4 本章小结

6 总结与展望

6.1 全文总结

6.2 有待进一步开展的工作

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

攻读硕士学位期间参与的科研项目